10.1 Bevezetés – Mi a V-FET Bootstrap AMP lényege?
A Tunerman-féle V-FET Bootstrap AMP egyedülálló konstrukció:
kombinálja egy régi hibrid modul (Sanken SI-1050G) stabilitását
és a Sony V-FET-ek (2SK82 / 2SJ28) triódás, lágy, csöves karakterét.
A kettő közti „ragasztóanyag” maga a bootstrap rail-lifting, amely:
dinamikusan megemeli a modul tápfeszültségét
így headroomot ad a kvázi-komplementer végfoknak
csökkenti a torzítást
és a V-FET-eket nem kimeneti tranzisztorként,
hanem feszültségemelő elemként használja
Ez egy olyan kombináció, amit a hifi világban eddig senki nem valósított meg.
10.2 A teljes jelút áttekintése – blokkdiagram szemlélettel
IN → SI-1050G → V-FET rail-lift → Output filter → SPKR
A jelút fő szakaszai:
1.Bemeneti szűrés és illesztés
10 µF filmkondi (Black Gate elrendezés)
1 kΩ + 2.7 nF RC-tag
→ bemeneti zajcsökkentés + RF blokkolás
2.Sanken SI-1050G hibrid modul
differenciál bemenet (IC belsejében)
VAS (feszültségerősítő fokozat, alacsony headroommal)
kvázikomplementer NPN kimeneti szakasz
→ Ez adja az erősítés 90%-át.
3.J-FET BF244A csomópontok
kiszivárgás-mentes vezérlés
nem torzít, nem terhel
gyors tranziensek támogatása
a V-FET-ek Gate meghajtása
4.V-FET (SIT) 2SK82 / 2SJ28 rail-lift áramkör
nem kimeneti tranzisztorok!
feszültségemelő csatornák
követik a modul kimenetét, és ±45 V-ig emelik
→ Itt történik a bootstrap „varázslat”
5.Kimeneti LC szűrő
L1: 13 µH légmagos tekercs
10 Ω csillapító RC-tag
47 nF gyors HF-simítás
→ csökkenti a tranziensek tüskéit, stabilizál
6.Hangszóró kimenet
tiszta, torzítatlan, magas headroom
csöves/triódás hangtextúra
brutálisan gyors tranziensek
rendkívül alacsony torzítás 1–50 W tartományban
10.3 A V-FET bootstrap topológia eszközfüggése
Miért nem helyettesíthető a V-FET más aktív eszközzel
A V-FET bootstrap erősítő topológiájának alapjául szolgáló működési elv
nem elméleti konstrukció,
hanem egy, a gyakorlatban végigvezetett és dokumentált fejlesztési folyamat eredménye.
Ennek egyik legátfogóbb feldolgozása Tunerman nevéhez köthető,
aki a teljes topológiát, annak evolúcióját, méréseit és tapasztalatait
egy több száz hozzászólásos fórumtémában részletesen bemutatta.
A jelen dokumentáció ezt a gondolatmenetet tekinti kiindulópontnak,
és arra építve vizsgálja a V-FET szerepét a bootstrap elrendezésben.
Fontos hangsúlyozni, hogy a hivatkozott fórumanyag
nem pusztán kapcsolási rajzokat tartalmaz,
hanem egy következetesen végigvitt tervezési logikát,
amelyben az alkalmazott eszköz és a topológia
egymást feltételezik.
A V-FET bootstrap erősítő esetében tehát
nem egy alternatív aktív eszköz kiválasztásáról van szó,
hanem egy olyan eszköz alkalmazásáról,
amelynek fizikai működése
szervesen része az áramkör működési elvének.
A V-FET (SIT) nem csupán teljesítménytranzisztorként van jelen a kapcsolásban,
hanem az áram–feszültség karakterisztikája,
depletion-mode jellege,
valamint triódához hasonló viselkedése
alapvetően meghatározza a bootstrap topológia működését és eredményét.
Más aktív eszközzel – például MOSFET-tel vagy bipoláris tranzisztorral –
az erősítő funkcionálisan megépíthető,
azonban ez nem tekinthető a V-FET helyettesítésének.
A különbség nem hangolás, kompenzáció vagy visszacsatolás kérdése,
hanem eszközszintű fizikai eltérésből fakad.
A bootstrap topológia V-FET esetén
éppen azokat a tulajdonságokat használja ki,
amelyek más félvezetőknél
nem, vagy csak részlegesen léteznek.
Ebben az értelemben a V-FET kiváltása
nagyjából ahhoz hasonlítható,
mintha egy triódát egy pentódával próbálnánk helyettesíteni
ugyanabban az áramkörben:
a kapcsolás formálisan működhet,
de az erősítő alapvető viselkedése,
torzítási mechanizmusa és karaktere
megváltozik.
Ezért a V-FET-re épülő erősítők – különösen bootstrap topológiában –
nem általánosíthatók más aktív eszkökre,
és nem értelmezhetők eszközfüggetlen kapcsolási megoldásként.
A V-FET ebben az esetben
nem választható opció,
hanem a topológia szerves része.
10.1 Bevezetés – Mi a V-FET Bootstrap AMP lényege?
A Tunerman-féle V-FET Bootstrap AMP egyedülálló konstrukció:
kombinálja egy régi hibrid modul (Sanken SI-1050G) stabilitását
és a Sony V-FET-ek (2SK82 / 2SJ28) triódás, lágy, csöves karakterét.
A kettő közti „ragasztóanyag” maga a bootstrap rail-lifting, amely:
dinamikusan megemeli a modul tápfeszültségét
így headroomot ad a kvázi-komplementer végfoknak
csökkenti a torzítást
és a V-FET-eket nem kimeneti tranzisztorként,
hanem feszültségemelő elemként használja
Ez egy olyan kombináció, amit a hifi világban eddig senki nem valósított meg.
10.2 A teljes jelút áttekintése – blokkdiagram szemlélettel
IN → SI-1050G → V-FET rail-lift → Output filter → SPKR
A jelút fő szakaszai:
1.Bemeneti szűrés és illesztés
10 µF filmkondi (Black Gate elrendezés)
1 kΩ + 2.7 nF RC-tag
→ bemeneti zajcsökkentés + RF blokkolás
2.Sanken SI-1050G hibrid modul
differenciál bemenet (IC belsejében)
VAS (feszültségerősítő fokozat, alacsony headroommal)
kvázikomplementer NPN kimeneti szakasz
→ Ez adja az erősítés 90%-át.
3.J-FET BF244A csomópontok
kiszivárgás-mentes vezérlés
nem torzít, nem terhel
gyors tranziensek támogatása
a V-FET-ek Gate meghajtása
4.V-FET (SIT) 2SK82 / 2SJ28 rail-lift áramkör
nem kimeneti tranzisztorok!
feszültségemelő csatornák
követik a modul kimenetét, és ±45 V-ig emelik
→ Itt történik a bootstrap „varázslat”
5.Kimeneti LC szűrő
L1: 13 µH légmagos tekercs
10 Ω csillapító RC-tag
47 nF gyors HF-simítás
→ csökkenti a tranziensek tüskéit, stabilizál
6.Hangszóró kimenet
tiszta, torzítatlan, magas headroom
csöves/triódás hangtextúra
brutálisan gyors tranziensek
rendkívül alacsony torzítás 1–50 W tartományban
10.3 A V-FET bootstrap topológia eszközfüggése
Miért nem helyettesíthető a V-FET más aktív eszközzel
A V-FET bootstrap erősítő topológiájának alapjául szolgáló működési elv
nem elméleti konstrukció,
hanem egy, a gyakorlatban végigvezetett és dokumentált fejlesztési folyamat eredménye.
Ennek egyik legátfogóbb feldolgozása Tunerman nevéhez köthető,
aki a teljes topológiát, annak evolúcióját, méréseit és tapasztalatait
egy több száz hozzászólásos fórumtémában részletesen bemutatta.
A jelen dokumentáció ezt a gondolatmenetet tekinti kiindulópontnak,
és arra építve vizsgálja a V-FET szerepét a bootstrap elrendezésben.
Fontos hangsúlyozni, hogy a hivatkozott fórumanyag
nem pusztán kapcsolási rajzokat tartalmaz,
hanem egy következetesen végigvitt tervezési logikát,
amelyben az alkalmazott eszköz és a topológia
egymást feltételezik.
A V-FET bootstrap erősítő esetében tehát
nem egy alternatív aktív eszköz kiválasztásáról van szó,
hanem egy olyan eszköz alkalmazásáról,
amelynek fizikai működése
szervesen része az áramkör működési elvének.
A V-FET (SIT) nem csupán teljesítménytranzisztorként van jelen a kapcsolásban,
hanem az áram–feszültség karakterisztikája,
depletion-mode jellege,
valamint triódához hasonló viselkedése
alapvetően meghatározza a bootstrap topológia működését és eredményét.
Más aktív eszközzel – például MOSFET-tel vagy bipoláris tranzisztorral –
az erősítő funkcionálisan megépíthető,
azonban ez nem tekinthető a V-FET helyettesítésének.
A különbség nem hangolás, kompenzáció vagy visszacsatolás kérdése,
hanem eszközszintű fizikai eltérésből fakad.
A bootstrap topológia V-FET esetén
éppen azokat a tulajdonságokat használja ki,
amelyek más félvezetőknél
nem, vagy csak részlegesen léteznek.
Ebben az értelemben a V-FET kiváltása
nagyjából ahhoz hasonlítható,
mintha egy triódát egy pentódával próbálnánk helyettesíteni
ugyanabban az áramkörben:
a kapcsolás formálisan működhet,
de az erősítő alapvető viselkedése,
torzítási mechanizmusa és karaktere
megváltozik.
Ezért a V-FET-re épülő erősítők – különösen bootstrap topológiában –
nem általánosíthatók más aktív eszkökre,
és nem értelmezhetők eszközfüggetlen kapcsolási megoldásként.
A V-FET ebben az esetben
nem választható opció,
hanem a topológia szerves része.
10.3.1 Hivatkozás az eredeti topológiai forrásra (Tunerman)
A jelen dokumentációban tárgyalt V-FET bootstrap topológia
alapjául Tunerman által kidolgozott és nyilvános fórumon
részletesen végigvezetett fejlesztési folyamat szolgál.
A hivatkozott fórumbejegyzés-sorozat nem csupán kapcsolási rajzokat tartalmaz,
hanem a topológia fokozatos kialakulását,
az egyes módosítások mögötti tervezési megfontolásokat,
valamint az ezekhez kapcsolódó méréseket, összehasonlításokat
és hallgatási tapasztalatokat is dokumentálja.
A fórumtémában bemutatott kísérletek és mérések
egyértelműen alátámasztják,
hogy a bootstrap elrendezés és a V-FET (SIT) alkalmazása
nem egymástól független döntések,
hanem egymást feltételező elemei
egy koherens tervezési koncepciónak.
Forrás:
Tunerman
V-FET Bootstrap Amplifier
https://audiodiyers.hu/viewtopic.php?f=61&t=1574
10.4 A V-FET-ek működése ebben a kapcsolásban – nem végtranzisztorok!
Ez a legfontosabb:
A V-FET-ek NEM végfok tranzisztorként üzemelnek, hanem dinamikus feszültségemelő (rail-lift) elemekként.
Ezért:
nem terhelik a hangszórót
nincs bennük kimeneti torzítás
nem dissipálnak nagy teljesítményt
nem áll fenn túlvezérlési kockázat
A SI-1050G végzi a munkát, a V-FET csak megemeli a feszültséget.
Fizikai működés:
A 2SK82 / 2SJ28:
depletion-mode SIT
triode-like transzkonduktancia
PN-kapu vezérlés
lágy, analóg jelkövetés
nagy sebesség és széles FET-csatorna
→ ezért képes pontosan követni a modul jelét és felfelé/hátrafelé „tolni” a tápcsomópontot ±45 V-ig.
Ez biztosítja, hogy:
a SI-1050G VAS NEM fogy ki headroomból
a kvázi-komplementer kimenet NEM fut telítésbe
a visszacsatolás végig hatékony marad
a torzítás összeomlik (drasztikusan csökken)
10.5 A BF244A szerepe – stabil J-FET gate-drive
A BF244A J-FET-ek:
nagy belső ellenállás
extrém alacsony kapacitás
gyors jelkövetés
nulla torzítás
Feladatuk:
Elválasztani a SI-1050G jelét a V-FET kapuáramtól.
Ez egyfajta „impedancia buffer”,
de sokkal szebb karakterisztikával, mint bármely BJT-buffer.
A BF244A megakadályozza, hogy:
a V-FET kapacitások visszaterheljenek
a V-FET gate charge torzítást okozzon
a modul stabilitása romoljon
gerjedés lépjen fel
10.6 A JELÚT ELEMZÉSE lépésenként
-
Bemenet → RC-szűrés
Ez akadályozza:
rádiófrekvenciák bejutását
zajt
modul gerjedést
Ez a 1 kΩ + 2.7 nF „RF snubber”.
-
SI-1050G első belső fokozat
differenciál pár
stabil DC pont
belső Miller-kompenzáció
→ ez adja a linearitás alapját
-
Kimeneti szakasz
Kvázikomplementer NPN
(kimeneti torzítás: H3, H5 típusú)
Normál esetben:
→ 30–35 V-ig vezet, utána keményen telítődik.
A V-FET ezt a plafont kitolja 45 V-ra.
-
V-FET rail-lift
A modul kimenete meghajtja a J-FET-et → az a V-FET Gate-ét → az a tápsínt.
Ezért:
A tápfesz a jel csúcsainál +8...+12 V-tal nő.
Ez a bootstrap LÉNYEGE.
-
LC-szűrés
Stabilizációs elem:
csillapítja a gyors túllendülést
kisimítja a rail-behaviort
csökkenti a HF torzítást
Ez adja a végső csövesen lágy hangtextúrát.
10.7 A PCB felépítése – kritikus pontok
vastag tápsínek
→ ~10 A csúcsáramig stabil
külön földpontok (IN GND, POWER GND, OUT GND)
→ zajmentes jelút
rövid J-FET vezetékek
→ gate-kapacitás minimalizálása
külön V-FET panel
→ termikus stabilitás + hűthető TO-3
0.3 mH induktivitás a tápban
→ brutál transziens stabilitás
→ csövekhez hasonló "LCL" jellegű táp
10.8 A tápegység – miért „csöves jellegű”?
A bootstrap tápja:
CRC → L → C → RC topológia
22 000 µF + 300 mH + 1 000 µF
Black Gate kondenzátorok használata
minimális ESR
lassú feszültségfelépülés
ultra-stabil DC
Ez adja a hang:
mélységét
csendjét
levegősségét
Ez nem egy SMPS.
Ez egy lineáris tápszörny, ami csöves erősítők karakterét idézi.
10.9 Hogyan emeli a V-FET a feszültséget?
Röviden:
A V-FET nem a hangszórót hajtja, hanem a tápsínt tolja.
Ezért nincs torzítás, nincs clipping.
A 2SK82 / 2SJ28 karakterisztikáiból:
nagy triódás zóna
lágy telítés
lineáris Id–Vgs függvény
Ez biztosítja, hogy:
a rail mindig néhány volttal a modul kimenete felett legyen
nincs headroom-limit
a visszacsatolás teljes hatékonysággal dolgozik
Ez az oka, hogy:
A Tunerman-féle V-FET Bootstrap erősítő torzítási értékei
objektíven lényegesen alacsonyabbak,
mint a klasszikus csöves single-ended végfokoké.
A hasonlóság nem a torzítás mértékében,
hanem annak jellegében és spektrális eloszlásában mutatkozik meg:
domináns alacsony rendű harmonikusok,
lágy átmenetek és természetes túlvezérlési viselkedés.
Ennek eredményeként a V-FET Bootstrap erősítő
a csöves SE erősítők karakterét idéző hangélményt nyújt,
anélkül, hogy azok magas torzítási szintjét hordozná.
10.10 Hangkarakter – miért olyan különleges?
Kombinálja:
a SI-1050G stabilitását
a V-FET csöves hangját
a BF244A tisztaságát
a J-FET linearitását
a Black Gate csendességét
az LC-szűrő légies textúráját
Ennek eredménye:
holografikus tér
extrém gyors tranziensek
sötét háttér
lágy csúcsok
nulla hallható torzítás
Olyan élmény, amit csak a V-FET képes produkálni.
A cikk még nem ért véget, lapozz!
